JP7042068B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
タイヤは、良好なウェットスキッド(濡れ滑り)抵抗、低い転がり抵抗、及び良好な摩耗特性を有することが非常に望ましい。タイヤの摩耗特性をそのウェットスキッド抵抗及びトラクション(牽引)特性を犠牲にせずに改良することは従来非常に困難であった。これらの性質は、タイヤの製造に利用されるゴムの動的粘弾性に依存するところが大きい。
前記外側キャップ層は、軸方向中央ゾーンと、前記中央ゾーンに軸方向に隣接してそれぞれ配置された2つの側部ゾーンとを含み、
前記中央ゾーンは中央ゾーン組成物を含み、前記側部ゾーンは側部ゾーン組成物をそれぞれ含み;
前記中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物はそれぞれ、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
約50~約90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴムであって、-65℃~-55℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有し、そしてアルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている溶液重合スチレン-ブタジエンゴム;
約50~約10phrのポリブタジエンであって、95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエン;
100~180phrの沈降シリカ;及び
30~80phrの、少なくとも30℃のTgを有する樹脂とオイルの組合せ
を含み、
樹脂及びオイルの全量に対するシリカの量の重量比は3未満であり;
中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物の一方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2より大きく、中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物の他方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2未満である空気入りタイヤに向けられる。
前記外側キャップ層は、軸方向中央ゾーンと、前記中央ゾーンに軸方向に隣接してそれぞれ配置された2つの側部ゾーンとを含み、
前記中央ゾーンは中央ゾーン組成物を含み、前記側部ゾーンは側部ゾーン組成物をそれぞれ含み;
前記中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物はそれぞれ、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
約50~約90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴムであって、-65℃~-55℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有し、そしてアルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている溶液重合スチレン-ブタジエンゴム;
約50~約10phrのポリブタジエンであって、95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエン;
100~180phrの沈降シリカ;及び
30~80phrの、少なくとも30℃のTgを有する樹脂とオイルの組合せ
を含み、
樹脂及びオイルの全量に対するシリカの量の重量比は3未満であり;
中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物の一方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2より大きく、中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物の他方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2未満である空気入りタイヤを開示する。
RN-(CH2)XSi(OR’)3 III
[式中、窒素(N)原子と一緒になったRは保護されたアミン基であって、適切な後処理により第一アミンになり、R’は、アルキル、シクロアルキル、アリル、又はアリールから選ばれる1~18個の炭素原子を有する基を表し;そしてXは1~20の整数である]の任意の化合物でありうる。一態様において、少なくとも1個のR’基はエチル基である。適切な後処理により第一アミンになるとは、リビングポリマーと保護された第一アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物との反応の後、保護基が除去されることを意味する。例えば、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシランにあるようなビス(トリアルキルシリル)保護基の場合、トリアルキルシリル基を除去し、第一アミンを遊離するために加水分解が使用される。
アルコキシシラン基と第一アミン基とで官能化された適切なスチレン-ブタジエンゴムは、Japan Synthetic Rubber(JSR)社製HPR 340など、市販されている。
(R4O)xR4 ySi-R'-S-SiR4 3 IV
[式中、Siはケイ素であり;Sは硫黄であり;Oは酸素であり;xは、1、2及び3から選ばれる整数であり;yは、0、1、及び2から選ばれる整数であり;x+y=3であり;R4は、同じ又は異なっていて(C1-C16)アルキルであり;そしてR’は、アリール、及びアルキルアリール、又は(C1-C16)アルキルである]によって表されるシラン-スルフィド変性剤との反応生成物を含む。一態様において、R5は(C1-C16)アルキルである。一態様において、各R4基は、同じ又は異なっていて、それぞれ独立にC1-C5アルキルであり、R5はC1-C5アルキルである。
外側キャップ層及び内側キャップ層のゴム組成物の別の成分は、約50~約10phrの、95%を超えるシス1,4含量と-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエンである。適切なポリブタジエンゴムは、例えば、1,3-ブタジエンの有機溶液重合によって製造できる。BRは、例えば、少なくとも90パーセントのシス1,4含量及び約-95℃~約-105℃の範囲のガラス転移温度Tgを有することによって都合よく特徴付けできる。適切なポリブタジエンゴムは、Goodyear社製のBudene(登録商標)1229(Tg-108℃、シス1,4含量96%)など、市販されている。
クマロン-インデン樹脂は、10~160℃の範囲の融点(環球法による測定)を有する多くの形態で市販されている。好ましくは、融点は30~100℃の範囲である。クマロン-インデン樹脂は周知である。様々な分析により、当該樹脂は主にポリインデンであることが示されている。しかしながら、典型的には、メチルインデン、クマロン、メチルクマロン、スチレン及びメチルスチレン由来のランダムポリマー単位を含有している。
ロジン及び誘導体から誘導される樹脂も本発明で使用できる。ガム及びウッドロジンはほぼ同じ組成を有するが、各種異性体の量が変動しうる。それらは典型的には、約10重量パーセントの中性物質、53重量パーセントの2個の二重結合を含有する樹脂酸、13重量パーセントの1個の二重結合を含有する樹脂酸、16重量パーセントの完全飽和樹脂酸及び2パーセントの、芳香環を含有するが不飽和なしのデヒドロアビエチン酸を含有する。約6パーセントの酸化酸も存在する。ジ不飽和酸の代表は、アビエチン酸、レボピマル酸及びネオアビエチン酸などである。モノ不飽和酸の代表は、デキストロプルマリス酸(dextroplmaris acid)及びジヒドロアビエチン酸などである。代表的な飽和ロジン酸はテトラヒドロアビエチン酸である。
樹脂の分子量分布は、樹脂の分子量平均(Mw)対分子量数平均(Mn)値の比として視覚化され、ここでは、比較的狭い範囲と見なされる約1.5/1~約2.5/1の範囲と考えられている。これは、ポリマーマトリックスとの選択的適合性のため及び広い温度範囲にわたる湿潤及び乾燥条件でのタイヤの想定される使用のために有利であると考えられる。
スチレン/アルファメチルスチレン樹脂は、本明細書においては、スチレンとアルファメチルスチレンの比較的短鎖コポリマーで、スチレン/アルファメチルスチレンのモル比が約0.40~約1.50の範囲と考えられている。一側面において、そのような樹脂は、例えば、炭化水素溶媒中でのスチレンとアルファメチルスチレンのカチオン共重合により適切に製造できる。
従来型シリカは、電子顕微鏡による測定で例えば0.01~0.05ミクロンの範囲の平均極限粒径を有すると予測されうるが、シリカ粒子は、それよりさらに小さい、又はおそらくは大きいサイズであってもよい。
一般的に使用されるカーボンブラックが従来型フィラーとして使用できる。そのようなカーボンブラックの代表例は、N110、N121、N134、N220、N231、N234、N242、N293、N299、S315、N326、N330、M332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990及びN991などである。これらのカーボンブラックは、9~145g/kgの範囲のヨウ素吸収及び34~150cm3/100gの範囲のDBP数を有している。
Z-Alk-Sn-Alk-Z V
の化合物で、式中、Zは、
本実施例において本発明によるゴム組成物の利点を例示する。ゴムコンパウンドを表1に示されている配合表に従って混合した。量はphrで示されている。コンパウンドは、標準量の添加剤、例えば硬化剤、カップリング剤、及び劣化防止剤も含有している。
2高シス1,4-ポリブタジエンゴムとして、The Goodyear Tire & Rubber Company社製Budene1229TM(約-106℃のTg、約4パーセント未満のビニル1,2-含量及び約96パーセントを超えるシス1,4含量を有する)
3沈降シリカとして、PPG社製HiSil315G-DTM(約125m2/gのBET(窒素)表面積を有する)
4ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド(そのポリスルフィドブリッジ中に平均約2~約2.6個の範囲の連結硫黄原子を含有する)を含むシリカカップラーとして、Evonik社製Si266TM
5トラクション樹脂Aとして、スチレンとアルファメチルスチレンのコポリマー(スチレン-アルファメチルスチレンコポリマー)(約80℃~約90℃の軟化点を有する)、Arizona Chemicals社よりSylvares SA85TMとして入手
6脂肪酸(ステアリン酸、パルミチン酸及びオレイン酸を含む)
7混合p-フェニレンジアミンタイプ
8スルフェンアミド、ジチオカルバメート及びジフェニルグアニジンタイプ
主題発明を例示する目的で一定の代表的態様及び詳細を示してきたが、主題発明の範囲から逸脱することなく、その中で多様な変更及び修正が可能であることは当業者には明らかであろう。
1.トレッドベース層と、前記ベース層の半径方向外側に配置された外側キャップ層とを含むトレッドを有する空気入りタイヤであって、
前記外側キャップ層は、軸方向中央ゾーンと、前記中央ゾーンに軸方向に隣接してそれぞれ配置された2つの側部ゾーンとを含み、
前記中央ゾーンは中央ゾーン組成物を含み、前記側部ゾーンは側部ゾーン組成物をそれぞれ含み;
前記中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物はそれぞれ、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
約50~約90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴムであって、-65℃~-55℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有し、そしてアルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている溶液重合スチレン-ブタジエンゴム;
約50~約10phrのポリブタジエンであって、95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエン;
100~180phrの沈降シリカ;及び
30~80phrの、少なくとも30℃のTgを有する樹脂とオイルの組合せ
を含み、
樹脂及びオイルの全量に対するシリカの量の重量比は3未満であり;
中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物の一方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2より大きく、中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物の他方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2未満である空気入りタイヤ。
4.中央ゾーン組成物におけるオイルに対する樹脂の重量比が2.2より大で4未満であり、側部ゾーンにおけるオイルに対する樹脂の重量比が1.8未満で1より大である、1記載の空気入りタイヤ。
6.トレッドがさらに、外側キャップ層の半径方向内側かつベース層の半径方向外側に配置された内側キャップ層を含み、前記内側キャップ層は外側キャップ層の下にあり;
内側キャップ層は、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
約50~約90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴムであって、アルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている溶液重合スチレン-ブタジエンゴム;
約50~約10phrのポリブタジエンであって、95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエン;
約70~約120phrのゴム補強フィラーであって、少なくとも一つの沈降シリカと共に、前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分及び前記ジエン系エラストマーと相互作用する別の異なる部分とを有する沈降シリカのためのカップリング剤を含むゴム補強フィラー;及び
10~40phrのオイルであって、本質的に樹脂を含まず、オイルに対する補強フィラーの重量比が3より大であるオイル
を含む加硫可能ゴム組成物を含む、1記載の空気入りタイヤ。
内側キャップ層は、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
約50~約90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴムであって、アルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている溶液重合スチレン-ブタジエンゴム;
約50~約10phrのポリブタジエンであって、95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエン;
約70~約120phrのゴム補強フィラーであって、少なくとも一つの沈降シリカと共に、前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分及び前記ジエン系エラストマーと相互作用する別の異なる部分とを有する沈降シリカのためのカップリング剤を含むゴム補強フィラー;及び
10~40phrのオイルであって、本質的に樹脂を含まず、オイルに対する補強フィラーの重量比が3より大であるオイル
を含む加硫可能ゴム組成物を含む、2記載の空気入りタイヤ。
内側キャップ層は、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
約50~約90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴムであって、アルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている溶液重合スチレン-ブタジエンゴム;
約50~約10phrのポリブタジエンであって、95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有するポリブタジエン;
約70~約120phrのゴム補強フィラーであって、少なくとも一つの沈降シリカと共に、前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分及び前記ジエン系エラストマーと相互作用する別の異なる部分とを有する沈降シリカのためのカップリング剤を含むゴム補強フィラー;及び
10~40phrのオイルであって、本質的に樹脂を含まず、オイルに対する補強フィラーの重量比が3より大であるオイル
を含む加硫可能ゴム組成物を含む、4記載の空気入りタイヤ。
12 外側キャップ層
14 ベース層
16 導電性の煙突状部
18a 側部ゾーン
18b 側部ゾーン
20 中央ゾーン
22a トレッドウィング
22b トレッドウィング
30 周方向溝
110 トレッド
112 外側キャップ層
114 ベース層
116 煙突状部
118a 側部ゾーン
118b 側部ゾーン
120 中央ゾーン
122a トレッドウィング
122b トレッドウィング
124 内側キャップ層
130 周方向溝
Claims (5)
- トレッドベース層と、前記ベース層の半径方向外側に配置された外側キャップ層とを特徴とするトレッドを有する空気入りタイヤであって、
前記外側キャップ層は、軸方向中央ゾーンと、前記中央ゾーンに軸方向に隣接してそれぞれ配置された2つの側部ゾーンとを含み、
前記中央ゾーンは中央ゾーン組成物を含み、前記側部ゾーンは側部ゾーン組成物をそれぞれ含み;
前記中央ゾーン組成物及び側部ゾーン組成物はそれぞれ、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
50~90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴム、前記溶液重合スチレン-ブタジエンゴムは-65℃~-55℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有し、そしてアルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている;
50~10phrのポリブタジエン、前記ポリブタジエンは95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有する;
100~180phrの沈降シリカ;及び
30~80phrの、オイルと少なくとも30℃のTgを有する樹脂との組合せ
を含み、
前記樹脂及び前記オイルの合計量に対する前記シリカの量の重量比は3未満であり;
前記中央ゾーン組成物及び前記側部ゾーン組成物の一方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2より大きく、前記中央ゾーン組成物及び前記側部ゾーン組成物の他方におけるオイルに対する樹脂の重量比は2未満である空気入りタイヤ。 - 前記中央ゾーン組成物におけるオイルに対する樹脂の重量比が1.8未満で1より大きく、前記側部ゾーンにおけるオイルに対する樹脂の重量比が2.2より大で4未満であることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記側部ゾーン組成物及び前記中央ゾーン組成物の少なくとも一方が、30~80phrの、オイルと100℃より高いTgを有するテルペンフェノール樹脂との組合せを含むことを特徴とする、請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッドがさらに、前記外側キャップ層の半径方向内側かつベース層の半径方向外側に配置された内側キャップ層を含み、前記内側キャップ層は外側キャップ層の下にあり;
内側キャップ層は、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
50~90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴム、前記溶液重合スチレン-ブタジエンゴムはアルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている;
50~10phrのポリブタジエン、前記ポリブタジエンは95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有する;
70~120phrのゴム補強フィラー、前記ゴム補強フィラーは少なくとも一つの沈降シリカと、前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分及び前記ジエン系エラストマーと相互作用する別の異なる部分を有する沈降シリカのためのカップリング剤とを含む;及び
10~40phrのオイル
を含む加硫可能ゴム組成物を含み、
前記加硫可能ゴム組成物は本質的に樹脂を含まず、オイルに対する補強フィラーの重量比が3より大である、
請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記トレッドがさらに、前記外側キャップ層の半径方向内側かつ前記ベース層の半径方向外側に配置された内側キャップ層を含み、前記内側キャップ層は外側キャップ層の下にあり;
前記内側キャップ層は、100重量部のエラストマーを基にして(phr)、
50~90phrの溶液重合スチレン-ブタジエンゴム、前記溶液重合スチレン-ブタジエンゴムはアルコキシシラン基と第一アミン及びチオールからなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基とで官能化されている;
50~10phrのポリブタジエン、前記ポリブタジエンは95パーセントを超えるシス1,4含量及び-80~-110℃の範囲のTgを有する;
70~120phrのゴム補強フィラー、前記ゴム補強フィラーは少なくとも一つの沈降シリカと、前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分及び前記ジエン系エラストマーと相互作用する別の異なる部分を有する沈降シリカのためのカップリング剤とを含む;及び
10~40phrのオイル
を含む加硫可能ゴム組成物を含み、
前記加硫可能ゴム組成物は本質的に樹脂を含まず、前記オイルに対する前記補強フィラーの重量比が3より大きい、
請求項2に記載の空気入りタイヤ。
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